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1、电子技术课程设计节日装饰彩灯的设计院（系）名称信息工程学院专业 班 级08 普本网络学号学生 姓 名指导 教 师2009 年6 月 14 日名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 15 页 -第I页课程设计任务书20092010学年第二学期专业：网络工程学号：姓名：课程设计名称：电子技术课程设计设计题目：四路彩灯控制器设计完成期限：自2010 年 6 月 1 日至 2010 年 6 月 14 日共 2 周设计依据、要求及主要内容：一、课题意义本课题利用电子技术知识设计出彩灯装饰控制器，该控制器具有4 路输出，该输出不是简单的4 路彩灯依次循环点亮，而是产生多种花样，它能使
2、 4 路彩灯以“依次点亮递增点亮闪亮,”等多种花样闪烁，可用于家庭和商铺的节日装饰。通过本课题练习，学生对综合知识应用能力、设计能力将有较大提高，对今后从事电子产品的研制、生产、经营维修等打下基础。二、课题实现方法本课题利用电子技术设计节日装饰彩灯电路，可以先查阅相关资料（网上查找或参考相关书籍手册），明确课题的方向和目的，然后学习完成课题所需的理论知识，了解电路的工作原理；在理解的基础上确定设计方案，设计出完整的电路，提交课程设计说明书一份。三、设计内容 1用 7555 时基电路与外围电阻、电容等元件设计出振荡频率可调的超低频振荡器；十进制计数器/脉冲分配器输出电平控制晶闸管的开合，实现4
3、路彩色灯串循环实现花样闪烁，给人们带来视觉上的动感效果。2 设计要求画出电路原理图；标注元器件及参数选择；3 设计过程中，能发现问题和并解决问题。4 编写设计报告，写出设计过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。四、设计要求1、设计电源电路和超低频脉冲振荡电路；2、合理连接十进制计数器使之控制后续彩灯电路的工作，一个周期后能够自动复位，实现循环；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 15 页 -第II页3、设计晶闸管、彩灯连接方式电路。五、参考文献 1 贾秀美.数字电路实践技术（第一版）.中国科学技术出版社，2000.2 王毓银.脉冲与数字电路（第三版）.高等教育出版社，
4、1999.3 路勇.电子电路实践及仿真（第一版）.清华大学出版社，2004.4 岳怡.数字电路与数字电子技术（第一版）.西北工业大学出版社，2001.5 刘常澍.数字逻辑电路（第一版）.国防工业出版社，2002.6 萧宝瑾.protel 99 SE 操作指导与电路设计实例（第一版）.太原理工大学，2004.7 赵学良，张国华.电源电路 M.北京:电子工业出版社,1995.8 张义申，陆坤等.电子设计技术 M.西安:电子科技大学出版.1996.9 陈有卿，叶桂娟.555时基电路原理、设计与应用M.北京：电子工业出版社.2007.指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年月日名师资料总结-
5、精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 15 页 -课程设计说明书第 1 页四路彩灯控制器设计摘 要本次设计主要由三部分组成，其一由555 计时器构成的多谐振荡器和二进制计数器74LS93 接成的 16 进制计数器组成信号发生部分；其二由555 计时器构成的多谐振荡器；其三由移位寄存器74LS164、发光二极管组成的显示部分。信号发生器部分提供的是彩灯的四种花样；信号选择部分负责对四种花样信号进行选择，显示部分则把灯光信号显示出来。本次设计所实现的是四种花样自动切换的彩灯，采用的技术和方法还可用于交通灯,霓虹灯等各种装饰灯的设计中。关键词：计数器 数据选择器移位寄存器彩灯显示电路名师资
6、料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 15 页 -课程设计说明书第 2 页目 录1、课题意义.32、方案设计.32.1设计思路.32.2设计电路图.43、单元电路设计.33.1多谐振荡器.33.2JK 触发器.53.3 74LS138译码器.63.4 74LS161计数器.73.5 74LS194移位寄存器.7总结和体会.9参考文献.10名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 15 页 -课程设计说明书第 1 页1、课题意义通过本课程设计要求我们进一步熟悉逻辑电路、脉冲发生电路的的设计方法；熟悉数据选择器、移位寄存器、译码器、计数器等相关数字芯片的功能和
7、使用方法；最后通过它们的综合应用设计出四路彩灯控制器。希望通过本课程设计提高学生对综合知识的应用能力、设计能力和解决问题、发现问题的能力，对今后从事电子产品的研制、生产、经营维修等打下基础。2、方案设计2.1 设计思路利用 555 定时器组成产生脉冲信号，通过一些门电路将信号分离，用移位寄存器 74LS194分别控制三种灯的点亮和熄灭，用一片 74LS161和一片数据选择器74LS153组成数据产生器，产生的信号作为移位寄存器的右移输入信号，用一片74LS161和一片 74LS138作为数据发生器，产生的数据作为移位寄存器的S0和s1 的控制信号，控制数据左移，右移和保持的功能。名师资料总结-
8、精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 15 页 -课程设计说明书第 2 页2.2 设计电路图图 1 总体方框图图 2 原理图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 15 页 -课程设计说明书第 3 页本电路主要有四部分组成，分别是由 555 定时器组成的脉冲输出电路，由脉冲输出电路作为移位寄存器的输入数据，由灯信号控制信号控制器，用来控制移位寄存器的左移和右移；由移位寄存器部分实现灯的左移和右移。由 555 定时器所产生的脉冲信号，被用作移位寄存器和计数器74LS151的触发信号，计数器 74LS161的输出端 Q0和 Q1作为数据选择器的选择信号，因此有在数据
9、选择器的数据输入端接入的信号就被送到移位寄存器中，作为移位寄存器的输入信号，移位寄存 74LS194在脉冲信号的作用下将信号吸收进来，实现数据的传递，即可实现灯的追逐现象。三个移位寄存器的状态是由计数器74LS161和一个 74LS138译码器控制，而三排灯的状态又决定了计数器的触发，74LS161被设计为一个五位计数器，这是因为三个移位寄存器的状态有五个，74LS161的输出控制 74LS138译码器，即可产生八个信号，再由真值表，可得出移位寄存器工作状态的控制信号的最简逻辑函数表达式，将译码器的响应信号取出，经门电路即可成为移位寄存器的控制信号，控制器处于置数，左移或右移的状态。移位寄存器
10、的输出连接发光二极管，即可将输入的信号表示出来，视觉上形成追逐图案。3、单元电路设计3.1 多谐振荡器应用由 555 定时器的多谐振荡器设计时通过调节R1，R2和 C1的大小调节振荡频率以达到 1HZ的秒钟连续脉冲由555构成的多谐振荡器电路如图3 所示：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 15 页 -课程设计说明书第 4 页图 3 由 555 定时器构成的多谐振荡器根据 555 定时器的功能表可知到由555 定时器构成的多谐振荡器，接通电源后，电容 C被充电，当 Vc上升到 2/3Vcc 时，触发器被复位，同时发电BJTT导通，此时 V0为低电压，电容 C通过 R2
11、和 T 放电，使 Vc 下降。当 Vc下降到 1/3Vcc时，触发器又被置位，V0翻转为高电平。当 C放电结束时，T截止，Vcc 将通过 R1、R2向电容 C充电。而当 Vc上升到 2/3Vcc 时，触发器又周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波。图 4 和表 1 分别为 555 定时器引脚图和功能表：图 4 555 定时器引脚图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 15 页 -课程设计说明书第 5 页表 1 555定时器的功能表输入输出阀值输入触发值复位输出放电管 T 0 0 导通(2/3)Vcc(2/3)Vcc(1/3)Vcc 1 0 导通(1/3)Vcc 1 不
12、变不变3.2 JK触发器JK 触发器为下降沿敏感的触发器，J=K=1 时，JK 触发器每输入一个脉冲状态改变一次，因此Q的输出是周期性的时钟脉冲。而当Y3和 Y4有一个有效时，此时为全部左移或右移状态，将脉冲信号选入电路中，由此实现时钟脉冲的分频和选择。图 5 和表 2 分别为 JK触发器的引脚图和真值表：表 2 JK 触发器的真值表图 5 JK 触发器的引脚图J K nQ1nQ功能0 0 0 0 保持0 0 1 1 0 1 0 0 置0 0 1 1 0 1 0 0 1 置1 1 0 1 1 1 1 0 1 翻转1 1 1 0 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 1
13、5 页 -课程设计说明书第 6 页3.374LS138 译码器图 6 和表 3 分别为 74LS138的引脚图和真值表：图 6 74LS138 的引脚图表 3 74LS138 的真值表输入输出控制码数码1S23SS2A1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1
14、 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 15 页 -课程设计说明书第 7 页3.474LS161计数器图 7 和表 4 分别为 74LS161的引脚图和真值表：图 7 74LS161 的引脚图表 4 161 计数器的真值表输入输出CP CRLDP T 3D2D1D0D3Q2Q1Q0Q0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 保持1 1 0 保持（C=0）1 1 1 1 计数3.574LS194移位
15、寄存器图 8 和表 5 分别为 74LS194的引脚图和真值表：图 8 74LS194 的引脚图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 15 页 -课程设计说明书第 8 页表 5 194 移位寄存器真值表功能输入输出DR1S0SCP 1RD1LD0D1D2D3D10nQ11nQ12nQ13nQ清零0 0 0 0 0 保持1 0 0nQ1nQ2nQ3nQ并入1 1 1 0d1d2d3d0d1d2d3d右移1 0 1 1 1 0nQ1nQ2nQ1 0 1 0 0 0nQ1nQ2nQ左移1 1 0 1 1nQ2nQ3nQ1 1 1 0 0 1nQ2nQ3nQ0 保持1 0 0
16、 0nQ1nQ2nQ3nQ名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 15 页 -课程设计说明书第 9 页总结和体会本设计系统与市面上大多数的LED彩灯相比，该种彩灯具有更好的灯光装饰效果，性价比更高，与普通的全硬件 LED 彩灯相比具有更好的经济效益。应用主控模块输出的控制信号去控制灯管内的 LED 板模块工作 ,使得产品性能稳定 ,便于安装容易操作。是一种很有发展前途的彩灯控制器。首先，通过本次设计，我学会了综合运用各种知识，使得我理论学习得到应用，对我深刻掌握理论知识是很有帮助的，同时也帮助我提高独立分析问题和解决问题的能力，这对以后的工作是很有帮助的。通过本次设计，
17、让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 15 页 -课程设计说明书第 10 页参考文献 1 贾秀美.数字电路实践技术（第一版）M.中国科学技术出版社，2000.2 王毓银.脉冲与数字电路（第三版）M.高等教育出版社，1999.3 路勇.电子电路实践及仿真（第一版）M.清华大学出版社，2004.4 岳怡.数字电路与数字电子技术（第一版）M.西北工业大学出版社，2001.5 刘常澍.数字逻辑电路（第一版）M.国防工业出版社，2002.6 萧宝瑾.propel 99 SE操作指导与电路设计实例（第一版）M.太原理工大学，2004.7 赵学良.张国华.电源电路 M.北京:电子工业出版社,1995.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 15 页 -